| 研究課題/領域番号 |
22K06453
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| 研究機関 | 大学共同利用機関法人自然科学研究機構(機構直轄研究施設) |
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研究代表者 |
木村 有希子 大学共同利用機関法人自然科学研究機構(機構直轄研究施設), 生命創成探究センター, 助教 (70581122)
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| 研究期間 (年度) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| キーワード | 神経回路 / 胸びれ / ゼブラフィッシュ |
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| 研究実績の概要 |
脊椎動物の付属肢は移動運動に大きな役割を果たす。四足動物の歩行では、四肢を一定のリズムやパターンで動かして移動する。このリズムやパターンは脊髄に存在する神経回路によって生成されるが、その回路の詳細は分かっていない。歩行運動の回路が複雑で、実験操作も困難なためである。魚類の胸びれは四肢の相同器官であり、四肢と類似だが、よりシンプルな運動をする。そのため、胸びれのリズム運動を制御する神経回路は、歩行回路と共通性が高いがより単純と考えられ、歩行制御の原型的な仕組みを持つことが期待される。しかし、胸びれ運動を制御する神経回路は、ほとんど調べられていない。本研究では、単純な神経回路を持ち、実験操作がしやすいゼブラフィッシュ仔魚を用いて胸びれのリズム運動を制御する脊髄神経回路を明らかにすることを目的とする。
前年度に胸びれ運動ニューロンに直接シナプス結合して、胸びれ運動ニューロンのリズミックな活動を制御する抑制性ニューロンの候補を複数見出した。本年度は、これらの候補ニューロンが胸びれ運動ニューロンに実際に単シナプス結合をするか光遺伝学的な解析を行った。そのうち、２種類の候補ニューロンが胸びれの内転筋運動ニューロンまたは外転筋運動ニューロンに直接結合することを明らかにした。現在、これらの抑制性ニューロンを遺伝学的に除去した場合におこる胸びれ運動ニューロンの発火パターンの変化や遊泳中に受けるシナプス入力のパターン変化を解析している。次年度は、これらの解析を完了させ、2種類の抑制性ニューロンが胸びれ運動のリズムを作り出すために担う役割を明らかにする。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
初年度に、当初使用を想定していた遺伝子組み換え魚で、レポーター遺伝子の発現が弱かったため、遺伝子組み換え魚の作製方法を変更して魚を作り直した。そのため、若干の計画の遅れがあるが、概ね順調に推移している。
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| 今後の研究の推進方策 |
次年度は今年度に引き続き、解析候補の抑制性ニューロンを遺伝学的除去した魚の解析を行う。これらの魚の胸びれ運動ニューロンが受ける抑制性入力の変化や、結果として生じる胸びれ運動のリズムの変化を調べる。また、胸びれ運動ニューロンに直接結合する興奮性ニューロンを解析するための遺伝子組換え魚の作製にも取り組む。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
他の共同研究と同じ材料や実験装置を使うことができたため、支出を抑えられ、次年度使用が生じている。今後は、上述の今後の研究の推進方策に従って、新しい遺伝子組み換え魚の作製や電気生理学的解析に研究費を使用する。
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